JPS6138554A - Nuclear magnetic resonance projection device for permanent magnet - Google Patents

Nuclear magnetic resonance projection device for permanent magnet

Info

Publication number
JPS6138554A
JPS6138554A JP16149584A JP16149584A JPS6138554A JP S6138554 A JPS6138554 A JP S6138554A JP 16149584 A JP16149584 A JP 16149584A JP 16149584 A JP16149584 A JP 16149584A JP S6138554 A JPS6138554 A JP S6138554A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
field
dipole
ring
segment
nmr
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP16149584A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
ロバート・エル・グルツクスターン
ロナルド・エフ・ホルシンガー
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
EIDP Inc
Original Assignee
EI Du Pont de Nemours and Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by EI Du Pont de Nemours and Co filed Critical EI Du Pont de Nemours and Co
Priority to JP16149584A priority Critical patent/JPS6138554A/en
Publication of JPS6138554A publication Critical patent/JPS6138554A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 イ、発明の目的 産業上の利用分野 本発明は、核磁気共鳴(NMRlを測定する装置、とく
に生物学的組織を像映する装置、さらに詳しくは磁場を
永久磁石材料により実質的に生成するこのような装置に
関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A. Object of the Invention Industrial Field of Application The present invention relates to an apparatus for measuring nuclear magnetic resonance (NMRl), particularly an apparatus for imaging biological tissues, and more particularly, to relating to such a device substantially produced by.

従来の技術 最近の数年において、核磁気共鳴(NMR)技術におけ
る進歩は、固体および液体の2次元および3次元のスピ
ン密度の像を形成することを可能とした。また、ある数
の新規な複雑な変法がとの像映の急速に膨張する分野に
導入されてきた。すべてのこれらの発展の1つの重要な
面は、生物学的組織の像を生体内で形成する能力である
。健康な組織を冒すことはなく、そしてよυ通常のX、
v31像映法よりも放射線の危険が非常に低い。
BACKGROUND OF THE INVENTION In recent years, advances in nuclear magnetic resonance (NMR) technology have made it possible to image the two-dimensional and three-dimensional spin density of solids and liquids. Also, a number of new complex variants have been introduced into the rapidly expanding field of imaging. One important aspect of all these developments is the ability to image biological tissues in vivo. Does not affect healthy tissue and is normal
The radiation risk is much lower than the V31 imaging method.

スピン密度の画像を生成することに加えて、これらの新
規なNMR技術はすべて標本におけるスピ/−格子緩和
時間の空間的変動を測定することができる。例えば、癌
組織中の細胞中の水は健康な組織中のそれよりも長いス
ピン−格子緩和時間を有することが知られている。こう
して、NMR像映は、未発達であるが、腫瘍の早期の検
出のだめの診断器具としての約束を保持する。
In addition to producing images of spin density, all of these new NMR techniques can measure the spatial variation of spin/-lattice relaxation times in a specimen. For example, water in cells in cancerous tissue is known to have a longer spin-lattice relaxation time than in healthy tissue. Thus, NMR imaging, although in its infancy, holds promise as a diagnostic tool for early detection of tumors.

説明するNMR像映技術のすべては、1または2以上の
磁場の勾配の存在で核スピノシステムの調製および/ま
だは観測の依存する。場の勾配は、標本の1つの区域か
ら他の区域のスピンのラーモア共鳴周波数により、標本
の区域を空間的に区別を生−じさせる役目をする。
All of the NMR imaging techniques described rely on the preparation and/or observation of nuclear spinosystems in the presence of one or more magnetic field gradients. The field gradient serves to spatially differentiate areas of the specimen by the Larmor resonance frequency of spins from one area of the specimen to another.

個々のプロトンまたは水素核は、はとんどの有機および
生物学的材料中に見い出され、そして99.9844%
の自然同位本存在量を有する。核部位の他の0.015
6%は他の自然に産出する重−水素の同位体、シュウチ
リウムで占められている。
Individual protons or hydrogen nuclei are found in most organic and biological materials and account for 99.9844%
It has a natural isotope abundance of . Other 0.015 of nuclear site
6% is accounted for by another naturally occurring deuterium isotope, seutilium.

各核は、それと関連して小さい磁気モーメントおよびあ
る量のスピンと呼ばれる角モーメントを有する。古典的
に考察すると、磁気モーメントとスピ/との結合された
効果は、ちょうど回転するこまが直立位置から摂動する
とき、重力場の方向に歳差運動するように、加えられた
静止磁場の方向にプロトンを歳差運動貸せる。プロトン
について、歳差周波数は静止磁場に関する磁気モーメン
トの傾斜角に対して独立であシ、そしてラーモア角周波
数ωOと呼ばれる。しかしながら、それは関係ωo =
 r 13 oにより静止磁場f3oの大きさに事実直
接依存し、ここで定数は磁気回転比と呼ばれる。この関
係は、引き続くものの多くに対して解決の手がかシとな
る。直線の磁場勾配がそうでなければ空間的に均一なり
(lの上に重なるとき、これらの磁場中に置かれた標本
中のプロトンはある位置およびBoより高くかつ他にお
いて低い磁場を経験するであろう。NMR像、映の発展
の記述は、 Mansfield、  Contemp
、  Phys、 Vol、  17゜況6.PP、5
53−576(1976)中に記載されている。像映を
理解するために必要なNMRの基本的原理が論じられて
おり、そしである数の生物学的標本中のプロトンのスピ
ン分布の像の例と一緒に示されている。
Each nucleus has associated with it a small magnetic moment and a certain amount of angular moment called spin. Classically considered, the combined effect of the magnetic moment and the spi/ is the direction of the applied static magnetic field, just as a rotating top, when perturbed from its upright position, precesses in the direction of the gravitational field. Let the protons precess. For protons, the precession frequency is independent of the tilt angle of the magnetic moment with respect to the static magnetic field and is called the Larmor angular frequency ωO. However, it is the relation ωo =
r 13 o depends in fact directly on the magnitude of the static magnetic field f3o, where the constant is called the gyromagnetic ratio. This relationship is the key to much of what follows. When linear magnetic field gradients are otherwise spatially uniform (superimposed on A description of the development of NMR images and images can be found in Mansfield, Contemp.
, Phys, Vol. 17゜Circumstance 6. PP, 5
53-576 (1976). The basic principles of NMR necessary to understand the images are discussed and illustrated along with examples of images of the spin distribution of protons in a number of biological specimens.

医学的診断の目的でヒ)iNMR像映することは、磁石
の設計者に異常な性質の恐れを起こさせる問題を提供す
る。Hou、lt、  et、 al、、 Rev。
i) NMR imaging for medical diagnostic purposes presents problems that raise the specter of anomalous properties for magnet designers. Hou, et al., Rev.

SCi、 ■nstrLm’、 52 (9)、 PP
、 1342−51Sept、(1981)に記載され
ているように、患者の重要な区域、例えば、頭部または
胴部にわたって、好ましくはI PPmの均質性をもつ
少なくとも0.ITの場を生成する磁石が必要である。
SCi, nstrLm', 52 (9), PP
, 1342-51Sept, (1981), preferably with a homogeneity of I PPm of at least 0.05 mm over important areas of the patient, such as the head or torso. A magnet is needed to generate the IT field.

さらにHotLtt etαt、が述べているように、
いずれの方向にも10−2T、、 I  の直線の磁場
勾配を必要とすることがある。0.1 ppm  より
すぐれた短期間の場の安定性はNMR信号への位相ノイ
ズを回避するために1秒の期間にわたって強制されるこ
とかあるが、長期間の安定性は約I PPm  である
ことを必要とする。さらに、すべてとれは病院の環境に
おいて達成されなくてはならない。病院において、建築
物中の大量の綱(強化材、水のパイブなど)により、お
よび動かされるであろう他の強磁性の物体(エレベータ
−、ベッド、付近のトラックなど)により、重大な摂動
が生じるであろう。鉄心の電磁石は、必要な磁場を均一
に得ることが困難であシかつこれらの磁石の重量が過度
に大きくなるために、使用されてきていない。したがっ
て、現在の設計は、一般に、抵抗性または超電導性の設
計の空気を心とする電磁石である。
Furthermore, as stated by HotLtt etαt,
A linear magnetic field gradient of 10-2T,,I in either direction may be required. Short-term field stability of better than 0.1 ppm may be enforced over periods of 1 s to avoid phase noise on the NMR signal, but long-term stability is about I PPm It requires that. Furthermore, all must be accomplished in a hospital setting. In hospitals, significant perturbations are caused by large amounts of rope in the building (reinforcement, water pipes, etc.) and by other ferromagnetic objects that may be moved (elevators, beds, nearby trucks, etc.). will occur. Iron core electromagnets have not been used because it is difficult to obtain the necessary magnetic field uniformly and the weight of these magnets becomes excessively large. Current designs are therefore air-core electromagnets, generally of resistive or superconducting design.

NMR像映のだめの球形の電磁石は、HoLLlt。The spherical electromagnet used for NMR imaging is HoLLlt.

et、αl、、 su、prα 中に記載されている。et, αl, , su, prα.

生体内の像映のためのNMR超電導性磁石は、Gold
−srrtith、 gt、al、、 Physiol
、 CAgm、 & Phys、。
NMR superconducting magnet for in-vivo imaging is Gold
-srrth, gt, al,, Physiol
, CAgm, & Phys.

9PP、105−107(1977)に記載されている
。さらに、Hanl e yは、核磁気共鳴像映に関す
る国際シン4ジウム(工ntgrnational S
ympo −st、wm orLNucletLr M
agnetic Re5onαCeImaging 、
  1981年にBowman Gyαy 5choo
lof Medicine、 Wake −Fores
t University。
9PP, 105-107 (1977). In addition, Hanley is a member of the International Symposium on Nuclear Magnetic Resonance Imaging.
ympo-st, wm orLNucletLr M
agnetic Re5onαCeImaging,
Bowman Gyαy 5choo in 1981
lof Medicine, Wake-Fores
t University.

Winston−3alem、 N、C,で開催された
)に提出された論文中でNMR走査における超電導性お
ける超電導性および抵抗性磁石について考察した。
We discussed superconducting and resistive magnets in superconductivity in NMR scanning in a paper presented at the 2016 Winston-3Alem, N.C.

超電導性磁石は、簡単の電磁石よりも非常に嵩い磁場を
得ることができるが、コストが非常に高い。
Superconducting magnets can generate much larger magnetic fields than simple electromagnets, but they are very expensive.

永久磁石システムは、次の点で先行技術の超電導性およ
び抵抗性電磁石よりもすぐれるであろう:(α)場を抵
抗性磁石システムにおけるように維持するために要する
電力を発生する手段を必要としない。
Permanent magnet systems would be superior to prior art superconducting and resistive electromagnets by: (α) requiring a means to generate the power required to maintain the field as in resistive magnet systems; I don't.

(b)  抵抗性磁石におけるように熱を除去するため
に、あるいは超伝導性磁石におけるような極低温を維持
するために、必要な冷却手段を設ける必要がない。
(b) There is no need to provide the necessary cooling means to remove heat as in resistive magnets or to maintain cryogenic temperatures as in superconducting magnets.

(C1永久磁石の場は抵抗性磁石または抵抗電流、モー
ドで操作されない超伝導性磁石のそれのような電力のド
リフトを受けない。
(The field of a C1 permanent magnet is not subject to power drift like that of a resistive magnet or a superconducting magnet not operated in resistive current, mode.

(d)  抵抗性モードで操作されない超伝導性磁石の
それのように徐々に衰退しない。
(d) does not decay gradually like that of superconducting magnets not operated in resistive mode;

(gl  使用する材料は問題の周波数(5Mz〜15
MHz)の電磁波に対して透過性である入手容易なフェ
ライト磁石材料であることができる。
(gl The material used is the frequency in question (5Mz~15
It can be a readily available ferrite magnet material that is transparent to electromagnetic waves (MHz).

び】 外部の場の強さは磁石からの距離とともに急速に
低下して、装置付近における強磁性物体からのバイアス
場との干渉を有意に減少させる。
The strength of the external field decreases rapidly with distance from the magnet, significantly reducing interference with bias fields from ferromagnetic objects in the vicinity of the device.

強磁性の極構造を用いるNMR永久磁石の設計は、永久
磁石の磁束ポテンシャルを効率よく使用しない。こうし
て、磁束ポテンシャルを効率よく使用する新規な永久磁
石のNMR設計が望まれる。
NMR permanent magnet designs that use ferromagnetic pole structures do not use the permanent magnet's magnetic flux potential efficiently. Thus, a novel permanent magnet NMR design that efficiently uses magnetic flux potential is desired.

発明が解決しようとする問題点 本発明は、生物学的組織を像映するだめのの永久磁石の
NMR像映装置を提供する。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a permanent magnet NMR imaging system for imaging biological tissue.

口、発明の構成 本発明による永久磁石のNMR像映装置は、バイアス場
を発生させるバイアス手段、勾配用を発生させる手段、
および電磁輻射のパルスを生物学的組織に関連する核ス
ピンへそれらのラーモア周波数において加えかつ前記組
織から出る■1られた信号を検出するラジオ周波手段か
らなり;ここで前記バイアス手段は複数の双極子リング
磁石からなり、各双極子リング磁石は複数のセグメント
からなり、各セグメントは方向づけられた異方性の永久
磁石材料からなる。本発明のNMR像映装置は、強磁性
の極構造を使用せず、そして磁束ポテンシャルを効率よ
く使用する。
Configuration of the Invention The permanent magnet NMR imaging apparatus according to the present invention includes bias means for generating a bias field, means for generating a gradient field,
and radio frequency means for applying pulses of electromagnetic radiation to nuclear spins associated with biological tissue at their Larmor frequency and detecting signals emitted from said tissue; wherein said biasing means comprises a plurality of bipolar child ring magnets, each dipole ring magnet consisting of a plurality of segments, each segment consisting of oriented anisotropic permanent magnet material. The NMR imager of the present invention does not use ferromagnetic pole structures and efficiently uses magnetic flux potential.

好ましくは、各双極子リング磁石は、ゆるやかな軸の向
きが式 %式%(2) 疵中、θはセグメントの半径方向対称線とX−軸(これ
は双極子リング磁石の平面中に存在する)との間の角度
であり、そしてαは前記半径方向対称線とX−軸との間
の角度である、により決定されるようなリングに配置さ
れた永久磁石材料の8つのセグメントからなる。
Preferably, each dipole ring magnet has a loose axial orientation (2), where θ is the segment's radial symmetry line and the X-axis (which lies in the plane of the dipole ring magnet). and α is the angle between said radial symmetry line and the X-axis. .

本発明によれば、バイアス磁場が永久磁石双極子により
発生されるNMR像映装置が提供される。
According to the present invention, an NMR imaging device is provided in which the bias magnetic field is generated by a permanent magnet dipole.

バイアス磁場は実質的に静止しておりかつ均一である。The bias magnetic field is substantially stationary and uniform.

ここで使用するとき「実質的に静止しておシかつ均一で
ある磁場」は、十分な均一性を有しかつ十分に安定であ
って、所望の生物学的組織の像が得られる磁場である。
As used herein, a "substantially stationary and uniform magnetic field" is a magnetic field that is sufficiently homogeneous and sufficiently stable to provide an image of the desired biological tissue. be.

好ましくは、バイアス磁場は、試験標本が配置されてい
る設計の像映本積または空間において5 X 10−’
  より多く変化せず、より好ましくはバイアス場の変
動は1×10−4 より小である。さらに、場の安定性
は好ましくは5 X 10−6(5ec−1)より悪く
ない。しかしながら、上に記載したように、これらのノ
ミラメ−ターは所望の許容されうる品質に依存して変化
することができる。
Preferably, the bias magnetic field is 5 x 10-' in the image volume or space of the design in which the test specimen is placed.
More preferably the bias field variation is less than 1×10 −4 . Furthermore, the field stability is preferably no worse than 5 x 10-6 (5ec-1). However, as mentioned above, these millimeters can vary depending on the desired acceptable quality.

添付図面を参照しながら本発明をさらに説明する。第1
図は、本人の人間を走査のために受は入れるのに十分な
直径の開口を有する、本発明によるNMR像映装置10
を示す。NMR像映装置10は、4つのカラーまたはリ
ング20から成シ、各リングは永久磁石材料から作られ
た双極子磁石からなる。
The invention will be further described with reference to the accompanying drawings. 1st
The figure shows an NMR imaging device 10 according to the present invention having an aperture of sufficient diameter to receive a person in question for scanning.
shows. NMR imaging apparatus 10 consists of four collars or rings 20, each ring consisting of a dipole magnet made of permanent magnetic material.

各リングまたはカラー20は、永久磁石材料の8つのセ
グメント22から成る。それより多いセグメントまたは
少ないセグメントヲ使用できる。
Each ring or collar 20 consists of eight segments 22 of permanent magnetic material. More or less segments can be used.

しかしながら%8つのセグメントは説明する実施態様に
おいて非常に満足すべき結果を提供する。゛永久磁石材
料は方向づけられた、異方性(αrLisot−γop
ic)の永久磁石材料、例えば、希土類/コバルト材料
、またはフェライトセラミック材料などである。好まし
い材料は透過率1 (tLrLity perme −
αhility)を有する。適当な材料は、例えば、サ
マリウムコバルト、バリウムフェライト、ストロンチウ
ムフェライトなどである。便利には、各セグメント22
は台形を有する。
However, %8 segments provides very satisfactory results in the described embodiment. ``Permanent magnetic materials are oriented, anisotropic (αrLisot-γop
ic) permanent magnetic materials, such as rare earth/cobalt materials or ferrite ceramic materials. A preferred material has a transmittance of 1 (tLrLity perme −
αhility). Suitable materials include, for example, samarium cobalt, barium ferrite, strontium ferrite, and the like. Conveniently, each segment 22
has a trapezoid.

各セグメントは、第5図中に示されているように、個々
のブロック(brLck)  23から所望の大きさに
構成される。各セグメント22は、このような永久磁石
材料の充実ブロックから作ることもできる。ブロック2
3は各セグメント22の表面に沿って位置し、適当に切
断されて所望の最終形状を提供する。各セグメント22
を形成するために、個々のブロック23を型25内に横
たえる。
Each segment is constructed from individual blocks (brLck) 23 to the desired size, as shown in FIG. Each segment 22 may also be made from a solid block of such permanent magnetic material. block 2
3 are located along the surface of each segment 22 and cut appropriately to provide the desired final shape. Each segment 22
The individual blocks 23 are laid down in a mold 25 to form.

型2.5は便利忙はガラス繊維から作られる。他のブロ
ックの表面と接触するようになる各ブロック23の表面
は、型25内にブロックを横たえる前に接着剤で被覆す
る。
Type 2.5 is conveniently made from fiberglass. The surface of each block 23 that will come into contact with the surfaces of other blocks is coated with adhesive before laying the block in the mold 25.

約15cmX 10crILX 2.5cIILの寸法
を有する磁化されていないブロックは、各セグメント2
2を構成するために便利に使用される。ブロックヲトリ
ミングして、それらが型内で一緒に密に適合しかつ空気
の空隙を残さないような鋭いかどを確実に有するように
する。ブロックは油、グリースおよびゆるい物質を残さ
ないように完全に清浄される。
An unmagnetized block with dimensions of approximately 15cm x 10crIL x 2.5cIIL is used for each segment 2
It is conveniently used to configure 2. Trim the blocks to ensure they have sharp edges that fit tightly together in the mold and leave no air gaps. The block is thoroughly cleaned leaving no oil, grease and loose material.

2成分系接着剤は便利であることがわかった。1つのブ
ロックの表面を、例えば、ロクタイト・ロクィック・プ
ライ? −(Loctitg Loqu、cc Prt
mtr)Nまたはその同等物で被覆する。前記第1のブ
ロックの被覆された表面と接触する第2のブロックの表
面を、次いで、例えば、ロクタイト・スーツミーボンダ
ー(Loctitt 5aperbonder)  3
25またはその同等物で被覆する。ブロックを型25内
に横たえた後、セグメント22を型25から取シ出すこ
とができるように、十分な時間ブロックを硬化する。典
型的には、約10分間は初期の硬化のために十分である
。しかしながら、この時間は使用する特定の接着剤およ
び温度のようなパラメーターに依存して変化するであろ
う。初期硬化されたセグメントを脱脂剤で完全に清浄し
、そして十分な時間をかけて接着剤を完全に硬化させる
Two-component adhesives have proven convenient. The surface of one block, for example, Loctite Loquic Ply? -(Loctitg Loqu, cc Prt
mtr) coated with N or its equivalent. The surface of the second block in contact with the coated surface of the first block is then coated with, for example, Loctitt 5aperbonder 3.
25 or its equivalent. After the block is placed in the mold 25, the block is allowed to cure for a sufficient period of time so that the segments 22 can be removed from the mold 25. Typically about 10 minutes is sufficient for initial curing. However, this time will vary depending on the particular adhesive used and parameters such as temperature. Thoroughly clean the pre-cured segments with degreaser and allow sufficient time for the adhesive to fully cure.

セグメント22を次いで磁化装置の磁化コイル内に配置
する。磁化装置は、少なくとも8キロエルステツドゝに
おいてセグメントの体積全体を通じて−一りのパルスの
場を生成して、永久磁石材料を完全に磁化することがで
きる。セグメントを正 。
Segment 22 is then placed within the magnetizing coil of the magnetizing device. The magnetizing device is capable of producing a field of one pulse throughout the volume of the segment at least 8 kiloel steps to completely magnetize the permanent magnet material. Positive segment.

しい向き(orientation)で式α=20−(
ル/2)に従い前述のようにリング20のセグメントの
前もって決定した位置に依存してクランプする。
With the new orientation, the formula α=20−(
Clamping the segments of the ring 20 according to Rule/2) as described above, depending on the predetermined positions of the segments of the ring 20.

非強磁性の非伝導性材料から作られた適当な取付具を使
用してセグメ7m5−クランプする。磁化装置にパルス
を与えて永久磁石材料を磁化した後、セグメントヲ取り
出し、そしてアルミニウムの支持板27を、第7図中に
示されているように、エポキシ樹脂28などを使用して
、セグメント22へ結合する。
Segment 7m5-clamp using suitable fittings made of non-ferromagnetic, non-conductive material. After pulsing the magnetizer to magnetize the permanent magnet material, the segment is removed and the aluminum support plate 27 is bonded to the segment 22 using epoxy resin 28 or the like, as shown in FIG. join to.

次いで、各セグメント22を、第8図および第9図中に
示されているように、位置決めラム30でその外側スト
ップにおいてクランプする。各ラム30上の細い調整ね
じ32を、第9図中に示されているように、その移動の
中央付近において固定する。すべての8つのセグメント
がそれらのラム30中に、各セグメントのゆるやかな軸
の前もって決定した整合に従って、位置決めされたとき
、ラムを前進させて第10図中に示されているように最
も内側にする。
Each segment 22 is then clamped at its outer stop with a positioning ram 30, as shown in FIGS. 8 and 9. The thin adjustment screw 32 on each ram 30 is fixed near the center of its travel, as shown in FIG. When all eight segments are positioned in their rams 30, according to the predetermined alignment of the gradual axes of each segment, the rams are advanced to the innermost position as shown in FIG. do.

本発明に従うNMR像映装置の初期の設計および最適化
を、第15図中に示す立体配置に関して例示する。第1
5図中に示すように軸に沿って配置された4つのリング
双極子を考える。場ByCx、y%W)は、次のように
定義される:’ty’−2ノ((x2+y2)ノ+2/
 y2Cx2+y” )ノー1))HA Cqpp)=
Gg(p>−q  Gg(p/q>式中、X%yおよび
Wはいずれかの点における空間の座標であシ、W軸はリ
ング双極子の軸であシ、Nはリング双極子の数であり、
そして1は残留する場である。変数α、bおよび2は、
第15図における4つのリング双極子について例示する
ように、リング双極子の立体配置の物理的パラメーター
である。
The initial design and optimization of an NMR imaging device according to the present invention is illustrated with respect to the configuration shown in FIG. 1st
Consider four ring dipoles arranged along the axis as shown in Figure 5. The field ByCx, y%W) is defined as: 'ty'-2 ((x2+y2)+2/
y2Cx2+y”)No1))HA Cqpp)=
Gg(p>-q Gg(p/q> where X%y and W are coordinates in space at any point, W axis is the axis of the ring dipole, N is the axis of the ring dipole is the number of
And 1 is the remaining field. The variables α, b and 2 are
Physical parameters of ring dipole configuration, as illustrated for four ring dipoles in FIG.

NMR像映装置について磁気の設計は、第16図中て示
されているフローダイヤグラムに従い最適化する。Uo
、U3およびh/αについての値を選択する:Uo=0
.05.0.10.0.15.0.20;U3−0.9
;b/α=18.2.0,2.2.2.5゜立体配置の
中央に付近の軸についての場の膨張は、形をもつ。
The magnetic design for the NMR imager is optimized according to the flow diagram shown in FIG. Uo
, U3 and h/α: Uo=0
.. 05.0.10.0.15.0.20; U3-0.9
;b/α=18.2.0,2.2.2.5° The expansion of the field about the axis near the center of the configuration has the form.

By=B、+B2 (z/α)2+B4A(z/a)’
+B6(z/α)6+・・・・ 磁気・リメーターをB2=B4=o であるように調節
する。B2 およびB4 がほぼ0である。とき、B。
By=B, +B2 (z/α)2+B4A(z/a)'
+B6(z/α)6+... Adjust the magnetism/remeter so that B2=B4=o. B2 and B4 are approximately 0. When, B.

およびB6ヲ計算する。Uo、U3およびb/αの値を
変更して所望のB。および許容されるゆがみC場の非均
一性)をもっ号小#、積、はぼB6 に等しい、を得る
and calculate B6. Desired B by changing the values of Uo, U3 and b/α. and the allowed distortion C field non-uniformity), we get the product, which is equal to B6.

半径方向のゆがみが許容されうる限界内に存在すること
を、中実軸から離れた点における場のゆがみを分析する
ことにより検査する。作用体積の極限におけるゆがみを
、作用体積の内部区域におけるゆがみの小さい増加を犠
牲にして減少させ、こうして作用体積における全体のゆ
がみを低下させるように、小さい量のB およびB4 
項を導入する。
The existence of radial distortions within acceptable limits is checked by analyzing the field distortions at points away from the solid axis. Small amounts of B and B4 so as to reduce the distortion in the extremes of the working volume at the expense of a small increase in distortion in the internal areas of the working volume, thus reducing the overall distortion in the working volume.
Introduce a term.

ここに記載する手順は、典型的釦は、像映場における最
適な場の均一性を得るために使用されるが、条件が最適
さを必要としない場合、最適よりも劣った場の均−性金
得るために使用することができる。
The procedure described here is typically used to obtain optimal field uniformity in the image field, but if conditions do not require optimal field uniformity less than optimal. It can be used to get sex money.

設計が上の手順により最適化された後、個々のリング双
極子を、第8図および第9図中に示されている取付具を
使用して組み立て、そして次の手順により同調させる。
After the design has been optimized by the above procedure, the individual ring dipoles are assembled using the fixtures shown in FIGS. 8 and 9 and tuned by the following procedure.

リング双極子のセグメント22の半径方向の位置は、第
11図中に示されているよう忙、ホール効果のプローブ
(probe)  60を使用して像映体積内の磁束密
度を測定することにより、設計され・た像映体積65内
の双極子磁場中の不均一性を排除するように調節する。
The radial position of the ring dipole segment 22 is determined by measuring the magnetic flux density within the image volume using a Hall effect probe 60, as shown in FIG. Adjustments are made to eliminate inhomogeneities in the dipole magnetic field within the designed imaging volume 65.

まず、設計された像映体項内の磁場の最初の8つの高調
波(harmonic)(8つのセグメントに相当する
)の各々についての場の高調波含量(harmonic
 conterLt) f、1系列の点における磁束密
度を測定することにより決定する。次いで、最初のセグ
メントヲ位置決めラム30の微調整ねじ32により小さ
い距離で半径方向に動かす。設計された像映本積65内
の磁場の高調波含量を再測定する。次いで、セグメント
22をその初めの位置に戻す。各セダメノトヲ順次に半
径方向に小さい距離で変位させ、そして設計された像映
体積65内の磁場の高調波含量を測定する。すべての8
つのセグメントヲ変位させかつ高調波含量を測定した後
、8×8感度行列(sensttivtty matr
ix)を計算する。この感度行列は、リング双極子の各
セグメントに対する設計の像映体積内の磁場の高調波含
量の感度を示す。
First, the harmonic content of the field for each of the first eight harmonics (corresponding to eight segments) of the magnetic field in the designed image field term
contourLt) f, determined by measuring the magnetic flux density at a series of points. The first segment is then moved radially a small distance by the fine adjustment screw 32 of the positioning ram 30. The harmonic content of the magnetic field within the designed image volume 65 is remeasured. The segment 22 is then returned to its initial position. Each cementonote is sequentially displaced radially by a small distance and the harmonic content of the magnetic field within the designed imaging volume 65 is measured. all 8
After displacing one segment and measuring the harmonic content, an 8×8 sensitivity matrix
ix). This sensitivity matrix indicates the sensitivity of the harmonic content of the magnetic field within the imaging volume of the design for each segment of the ring dipole.

行列の要素は、次式により定義される:Oγ1 式中、δA1.rLはセグメント”1”  の位置にお
ける変化による”ル゛番目の高調波の高調波含量の変化
量であシ、そしてδr1  はセグメント”1゛′の位
置の変化量である。
The elements of the matrix are defined by the following equation: Oγ1 where δA1. rL is the change in the harmonic content of the 1st harmonic due to a change in the position of segment 1, and δr1 is the change in the position of segment 1'.

感度行列が計算された後、感度行列の逆数、すなわち、
補正行列を計算する。設計の像映体積内の場の高調波含
量を再測定する。次いで、各高調波についての高調波含
量を各高調波についての理憩的高調波含量(すなわち、
設計された高調波含量)から減じて差ベクトル(d、1
fference vector)を得る。次いで差ベ
クトルに補正行列を掛けて同調補正(turLing 
correctiorL)、すなわち、同調されるリン
グ双極子により寄与される設計の像映本積、65の理想
的な、すなわち、設計の高調波含量へ各セグメント22
が動かされてより密接に近づかなくてはならない距離お
よび方向を得る。次いで各セグメ/トヲ計算された量だ
け動かし、そしてこの方法を反復して、高調波含量が規
格内に入るようにする、すなわち、磁場の均一性が設計
の規格内に入るようにする。
After the sensitivity matrix is calculated, the inverse of the sensitivity matrix, i.e.
Calculate the correction matrix. Remeasure the harmonic content of the field within the image volume of the design. The harmonic content for each harmonic is then calculated as the theoretical harmonic content for each harmonic (i.e.,
The difference vector (d, 1
vector). Next, the difference vector is multiplied by a correction matrix to perform tuning correction (turLing).
correctorL), i.e., the image volume of the design contributed by the tuned ring dipole, to the ideal, i.e., harmonic content of the design of 65, each segment 22
to obtain the distance and direction that must be moved to approach more closely. Each segment/toe is then moved by the calculated amount and the method is repeated so that the harmonic content is within specifications, ie, the magnetic field homogeneity is within design specifications.

次いでカラーの構造(図示せず)を、各セグメントの支
持板へカラーをファスナーで機械的に取シ付けることK
より、あるいは接着剤により、リング双極子のセグメン
トへ取付ける。次いでカラーアセンブリーによりセグメ
ントが固定された双極子リングを、位置決めラムから除
去し、第12図中に示されているように、リブ案内41
に沿ってそれを下降させることによりアセンブリ−取付
具40内に配置する。
The collar structure (not shown) is then mechanically fastened to the support plate of each segment by fastening the collar to the support plate of each segment.
Attach to the ring dipole segments by screws or adhesive. The dipole ring with the segments fixed by the collar assembly is then removed from the positioning ram and attached to the rib guide 41 as shown in FIG.
assembly-fitting 40 by lowering it along.

各連続するリング双極子を前述のように、同調し、そし
て設計の数、この場合において4つ、のりング双極子が
、第13図中に示されているように、アセ/プリー取付
具40内に配置されるまで、アセンブリー取付具4o内
に配置する。この時点において、案内アーム作動機構4
5により前のリング双極子に隣接した位置に各リング双
極子か引かれるとき、シム42はリング双極子の各々の
間に配置されてしまう。各リング双極子間の反発力のた
めに、各リング双極子は機械的に所定位置にロックされ
た後、次のリング双極子はアセ/プリー取付具40内に
配置されなくてはならない。4つのリング双極子が所定
位置に配置された後、安全ストップ46を所定位置にボ
ルト止めする。
Each successive ring dipole is tuned as described above and the number of ring dipoles in the design, in this case four, is set at the assembly/pulley fixture 40 as shown in FIG. into the assembly fixture 4o until it is placed inside the assembly fixture 4o. At this point, the guide arm actuation mechanism 4
As each ring dipole is drawn into position adjacent to the previous ring dipole by 5, a shim 42 will be placed between each of the ring dipoles. Because of the repulsive forces between each ring dipole, each ring dipole must be mechanically locked in place before the next ring dipole is placed into the assembly/pulley fixture 40. After the four ring dipoles are in place, safety stop 46 is bolted in place.

装置10はここで軸方向に同調させなくてはならない。The device 10 must now be axially tuned.

装置10の軸に沿った場の強さは、次式のベキ級数とし
て表わすことができる:B2 = 2=二c  2ル   n 式中、Bzは軸上の点2における場であシ、そしてC1
は軸の係数である。最初の3つの軸の係数“は、ホール
効果のプローブ60を使用して軸に沿った種々の位置に
おいて磁束密度を測定することにより決定される。次い
で、同調シム42の厚さを変化させて第1双極子と第2
双極子との分離を変化させることにより、第1リング双
極子の位置を設計された像映体積に関して変化させる。
The field strength along the axis of the device 10 can be expressed as a power series of the following equation: B2 = 2 = 2c 2 n where Bz is the field at point 2 on the axis, and C1
is the axis coefficient. The coefficients for the first three axes are determined by measuring the magnetic flux density at various locations along the axes using a Hall effect probe 60. The thickness of the tuning shim 42 is then varied. 1st dipole and 2nd dipole
By varying the separation with the dipole, the position of the first ring dipole is varied with respect to the designed imaging volume.

次いで軸の係数を再決定する。初めの同調シムf!:第
1リング双極子と第2リノグ双極子との間で交換し、そ
して第2リング双極子と第1リング双極子との間の距離
を変化させる。その変化についての軸の係数を決定した
後、初めのリムを交換し、そしてこの方法を第3す/グ
双極子および第4リング双極子との間の分離について反
復する。感度行列を、半径方向の同調と同様に計算し、
ここで行列の要素は分離の変化で割った軸の係数の変化
である。
The coefficients of the axes are then redetermined. The first synchronized sim f! : Swap between the first ring dipole and the second linog dipole, and change the distance between the second ring dipole and the first ring dipole. After determining the axis coefficient of change, the first limb is exchanged and the method is repeated for the separation between the third ring dipole and the fourth ring dipole. Calculate the sensitivity matrix similarly to radial tuning,
Here the elements of the matrix are the changes in the axis coefficients divided by the changes in separation.

感度行列の逆数、すなわち、補正行列を計算し、そして
測定された軸の係数と設計の軸の係数から計算した差(
クトルを掛ける。上の掛は算によりリング双極子間の分
離を補正することができる。
Calculate the inverse of the sensitivity matrix, i.e., the correction matrix, and the difference calculated from the measured axis coefficients and the design axis coefficients (
Hang the kutle. The above multiplication can be calculated to correct the separation between the ring dipoles.

設計の像映体積をもつ磁場が設計の規格内に入るまで、
この方法を反復する。
until the magnetic field with the design image volume falls within the design specifications.
Repeat this method.

設計の像映体積内の磁場が均一性についての設計の規格
内に入ったとき、永久シムを適当な非強磁性材料から機
械加工してリング双極子間の所望の分離を維持する。永
久シムがリング双極子間に配置された後、構造ビーム4
7をリング双極子のカラーへボルト止めまたは溶接する
ことにより、リング双極子の力2−を一緒に機械的に固
定する。
When the magnetic field within the design imaging volume falls within the design specifications for homogeneity, permanent shims are machined from a suitable non-ferromagnetic material to maintain the desired separation between the ring dipoles. After the permanent shims are placed between the ring dipoles, the structural beam 4
The ring dipole forces 2- are mechanically fixed together by bolting or welding 7 to the collar of the ring dipole.

装置10を軸方向のアセンブリー取付具から取り出し、
第14図に示すように基板50上に配置する。永久磁石
利料は温度変化にともない磁気を可逆的に変化させる。
removing the device 10 from the axial assembly fitting;
It is placed on a substrate 50 as shown in FIG. Permanent magnet interest reversibly changes magnetism as temperature changes.

温度が磁石内の所所でほぼ1° より多く変化すると、
場は温度のゆがみを示すであろう。これは、第14図中
に示されているように、仕上げられた磁石の全外面にわ
たって3αの断熱材(例えば、尿素−ホルムアルデヒド
樹脂)を配置することにより防止することができる。
If the temperature changes by more than approximately 1° anywhere within the magnet,
The field will exhibit temperature distortion. This can be prevented by placing 3α insulation (eg, urea-formaldehyde resin) over the entire exterior surface of the finished magnet, as shown in FIG.

末端のカバー54および側面のパネル55を仕上げられ
た外観のだめに取付ける。
Attach the end cover 54 and side panels 55 to the finished look basin.

第4A図、第4B図、第4C図および第4D図中に示さ
れているような3.4、および5つのリング双極子の立
体配置を有するNMB像映装置は、同様な方法で最適化
しかつ同調することができる。
NMB imagers with 3.4 and 5 ring dipole configurations as shown in Figures 4A, 4B, 4C and 4D were optimized in a similar manner. and can be synchronized.

本発明によるNMB像映システムは、また、前述のりン
ダ双極子装置により提供されるバイアス場の上に重なっ
た勾配場を有する。勾配場は、バイアス場が電磁石によ
り提供された従来のNMR像映システムのための勾配場
を提供するためのいかなる手段によっても提供すること
ができる。
The NMB imaging system according to the invention also has a gradient field superimposed on the bias field provided by the Linda dipole device described above. The gradient field can be provided by any means for providing a gradient field for conventional NMR imaging systems where the bias field is provided by an electromagnet.

[空気心(αtr core月電流勾配コイルシステム
は好ましい。勾配コイルは、ラウターブーアら(Lau
tgrbur et al、5tate Univer
sity ofNew Yorん、 5tony Br
ook)のNMR像映システムにおけるようにバイアス
磁石の外側に位置することができ、あるいは像映体積に
隣接してバイアス磁石の内側に位置することができる。
[An air core (αtr core) current gradient coil system is preferred.
tgrbur et al, 5tate Univer.
City of New York, 5tony Br
It can be located outside the bias magnet, as in the NMR imaging system of ook), or it can be located inside the bias magnet adjacent to the imaging volume.

勾配コイルへの電力の供給は、第17図のブロック線図
中に示されているように、供給される。固定された直流
システムの電力供給(SPS)70を、出力増幅器71
によりコイルシステム72へ接続fる。
Power to the gradient coils is provided as shown in the block diagram of FIG. A fixed DC system power supply (SPS) 70 is connected to an output amplifier 71
is connected to the coil system 72 by f.

実際の場の勾配はマイクロプロセッサ−75にょシ制御
される。マイクロプロセッサ−は、パルスの極性、・ξ
ルスの高さ、パルスの幅、パルスの形状、および使用サ
イクルを制御するプログラミングされている。
The actual field gradient is controlled by the microprocessor 75. The microprocessor determines the polarity of the pulse, ξ
It is programmed to control pulse height, pulse width, pulse shape, and usage cycle.

ラジオ周波数(RoF、 )コイルは、生物学的組織中
の水素原子の核磁気モーメントを検出する。
Radio frequency (RoF, ) coils detect the nuclear magnetic moments of hydrogen atoms in biological tissues.

RlF、システムは、よく知られた技術、例えば、ホウ
ルトの論文(Hoult、 ”Rad、io Freq
u、encyCoil TtchrLology in
 NMRScarLning”、1981  Inte
rnational  Sympostum  onM
u、clear Magnetic Re5onanc
e Imagtngにおいて提出、Botnman G
ray 5chool of Medtcine。
The RIF, system is based on well-known techniques, e.g. Hoult's paper (Hoult, “Rad, io Freq
u, encyCoil TtchrLology in
NMRScarLning”, 1981 Inte
rnational Sympostum onM
u, clear Magnetic Re5onanc
e Submitted in Imagtng, Botnman G
ray 5chool of Medtcine.

Wake −Forest Universt、ty、
WirLston −8atgm、 N、C,において
開催)中に記載される技術を用いて設計される。
Wake-Forest Universe, ty,
WirLston-8atgm, N.C.).

第18図はR0F’、システムについてのブロック線図
である。それは8つの二次的システムに分割されている
。二次的システム1、プログラマ−の機能h、マイクロ
プロセッサ−のコンピューター、例えば、LSI−11
マイクロプロセッサ−のコントローラーからの指令を受
は取り、そしてそれをシステム中の種々のゲート、位相
シフターなどの操作に必要な適切な電圧の信号に翻訳す
ることである。二次的システム2、トランスミツターは
、プログラマ−の制御のもとに、適切な周波数、位相お
よび工/Rロウプの形状(enυelo’pe 5ha
pe)を提供してスピ/ンステムを励起する。二次的シ
ステム3、電力増幅器は、トランスミツターにより提供
されたRoF、パルスを増幅し、そしてそれらのイノピ
ーダンスを伝送アンテナに合致させる。
FIG. 18 is a block diagram of the R0F' system. It is divided into eight sub-systems. Secondary system 1, programmer function h, microprocessor computer, e.g. LSI-11
Its job is to take commands from the microprocessor controller and translate them into appropriate voltage signals needed to operate the various gates, phase shifters, etc. in the system. Secondary system 2, the transmitter, under the control of the programmer, sets the appropriate frequency, phase and
pe) to excite the spin/stem. Secondary system 3, a power amplifier, amplifies the RoF pulses provided by the transmitter and matches their inopedance to the transmitting antenna.

二次的システム4は、トランスミソターおよびレジ−バ
ーおよび伝送アンテナおよび受信アンテナ(それらが同
一であるか分離された構造であるかのいかんにかかわら
ず)のだめのT/Rスイッチを含む。カリプレーター、
二次的システム5は、L/ ’/バーーの感度を検査し
かつゲイン・ドリフト(、!7α1rLdrift) 
 の問題を防ぐためにレシーバ−へ周期的に注入すべき
正しい周波数および既知の強さの信号を提供する。二次
的システム6は、NMR信号を感知し、それを使用可能
な信号に変換するレシーバ−である。最後に、二次的シ
ステム7は出力インターフェースでアシ、レシーバ−か
らのアナログ信号を、像映コンピューターへ供給できる
ディジタル信号に変換する。
The secondary system 4 includes a transmissor and register bar and a secondary T/R switch (whether they are of the same or separate construction) for transmitting and receiving antennas. Cali plater,
The secondary system 5 checks the sensitivity of L/'/bar and the gain drift (,!7α1rLdrift)
Provide a signal of correct frequency and known strength to be injected periodically into the receiver to prevent problems. Secondary system 6 is a receiver that senses the NMR signal and converts it into a usable signal. Finally, the secondary system 7 converts the analog signal from the receiver at the output interface into a digital signal that can be fed to the imaging computer.

像映コ/ピユータ−は、既知の技術、例えば、フーリエ
変換に従い変化する磁場勾配の関数として得られたデー
ターから、2次元または3次元の像を再構成する。
The imager/computer reconstructs two-dimensional or three-dimensional images from data obtained as a function of varying magnetic field gradients according to known techniques, such as a Fourier transform.

4つのリング双極子から構成され、各々が実質的に連続
のリングを形成する永久磁石材料の8つのセグメントヲ
有するNMR像映装置について、本発明の詳細な説明し
てきたが、説明した方法は上より多いあるいは少ないリ
ング双極子を有するこのようなシステムに、および上よ
り多いあるいは少ないセグメントから作られたリング双
極子に、等しく適用することができる。事実、リング双
極子の最も好ましい軸の配置は、第4D図中に示されて
いるように、2つの小さい負のリング双極子により、次
いで大きいリング双極子により取り囲まれた中心の1つ
の正のリング双極子から成る。
Although the present invention has been described in detail with respect to an NMR imager having eight segments of permanent magnetic material, each consisting of four ring dipoles, each forming a substantially continuous ring, the method described above has been described in detail. It is equally applicable to such systems with more or fewer ring dipoles, and to ring dipoles made from more or fewer segments. In fact, the most preferred axial arrangement of the ring dipoles is one positive ring dipole in the center surrounded by two small negative ring dipoles and then a large ring dipole, as shown in Figure 4D. Consists of a ring dipole.

しかしながら、実質的理由により、第4B図に示される
配置は実際の装置のために好ましい。
However, for practical reasons, the arrangement shown in FIG. 4B is preferred for practical devices.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明による永久磁石のNMR像映装置の等
角図である。 第2図は、第1図中に示すNMR像映装置の部分的に切
断した前面図である。 、第3図は、第2図の線3−3に沿って取った第2図の
装置の断面図である。 第4A図は、3つのリング双極子を有する本発明のNM
R像映装置の1つの実施態様を示すスケッチである。 第4B図は、4つのリング双極子全有する本発明のNM
R像映装置の1つの実施態様を示すスケッチである。 第4C図は、3つのリング双極子全有し、中央のリング
双極子が外側のリング双極子よりも小さい外半径を有す
る本発明のNMR像映装置の1つの実施態様を示すスケ
ッチである。 第4D図は、5°つのリング双極子を有し、リング双極
子の2つが負の残留インダクタメス、Brを有する材料
からなる本発明のNMR像映装置の1つの実施態様を示
すスケッチである。 第5図は、個々のブロックから形成された永久磁石材料
のセグメントの前面図である。 第6図は、個々のブロックを横たえて、第5図に示すよ
うな所望の大きさおよび形状の永久磁石材料のセグメン
トを形成する型の断面前面図である。 第7図は、支持板をもつ永久磁石材料のセグメントの分
解等角図である。 第8図は、双極子リング磁石を形成するための位置決め
ラム上に取付けられた第7図中に示すセグメントの等角
図である。 第9図は、第8図の位置決めラムの部分断面側面図であ
る。 第10図は、双極子リング磁石を形成するためのジグ中
に取付けられた複数の位置決めラムの平面図である。 第11図は、リング双極子により寄与された像映体積内
の磁束密度の迎]定を図解する、像映体積に関して配置
された双極子リング磁石の等角図である。 第12図は、1つの双極子リング磁石がすでに配置され
ている、NMR像映装置を同調するための双極子リング
磁石間の間隔を調節するだめの取付具の部分断面前面図
である。 第13図は、4つの双極子リング磁石を内部に取付けて
有しかつ安全ストップを所定位置にした第12図の取付
具の部分断面前面図である。 第14図は、本発明による組み立てられたNMR像映装
置の等角図である。 第15図は、物理的パラメーターを示す4つのリング双
極子の断面のスケッチである。 第16図は、NMRの像映のための永久磁石のリング双
極子のシステムの設計を最適化する方法のフローダイヤ
グラムである。 第17図は、NMR像映のための勾配コイルのブロック
線図である。 第18図は、NMR像映のためのR,F’、システムの
ブロック線図である。 22・・・セグメント  40・・・アセンブリー取付
具23・・・ブロック   42・・・シム25・・・
型       46・・・安全ストップ27・・・支
持板    47・・・構造ビーム28・・・エポキシ
樹脂 50・・・基板30・・・位置決めラム 54・
・・カバー−+−3 FIG、3 FIG、+2 FIG、+5 FIG、 17
FIG. 1 is an isometric view of a permanent magnet NMR imaging apparatus according to the present invention. FIG. 2 is a partially cutaway front view of the NMR imaging apparatus shown in FIG. , FIG. 3 is a cross-sectional view of the apparatus of FIG. 2 taken along line 3--3 of FIG. FIG. 4A shows an NM of the present invention with three ring dipoles.
1 is a sketch showing one embodiment of an R imaging device. FIG. 4B shows an NM of the present invention having all four ring dipoles.
1 is a sketch showing one embodiment of an R imaging device. FIG. 4C is a sketch showing one embodiment of an NMR imager of the present invention having all three ring dipoles, with the center ring dipole having a smaller outer radius than the outer ring dipoles. FIG. 4D is a sketch showing one embodiment of an NMR imager of the present invention having 5° ring dipoles, two of which are made of a material with a negative residual inductor female, Br. . FIG. 5 is a front view of a segment of permanent magnetic material formed from individual blocks. FIG. 6 is a cross-sectional front view of a mold in which individual blocks are laid to form segments of permanent magnetic material of the desired size and shape as shown in FIG. FIG. 7 is an exploded isometric view of a segment of permanent magnetic material with a support plate. FIG. 8 is an isometric view of the segment shown in FIG. 7 mounted on a positioning ram to form a dipole ring magnet. 9 is a side view, partially in section, of the positioning ram of FIG. 8; FIG. FIG. 10 is a top view of a plurality of positioning rams mounted in a jig for forming a dipole ring magnet. FIG. 11 is an isometric view of a dipole ring magnet arranged with respect to the imaging volume, illustrating the constant of magnetic flux density within the imaging volume contributed by the ring dipole. FIG. 12 is a partially sectional front view of a fixture for adjusting the spacing between dipole ring magnets for tuning an NMR imager, with one dipole ring magnet already in place. 13 is a partially sectional front view of the fixture of FIG. 12 with four dipole ring magnets mounted therein and a safety stop in place; FIG. FIG. 14 is an isometric view of an assembled NMR imaging device according to the present invention. FIG. 15 is a cross-sectional sketch of a four ring dipole showing the physical parameters. FIG. 16 is a flow diagram of a method for optimizing the design of a permanent magnet ring dipole system for NMR imaging. FIG. 17 is a block diagram of a gradient coil for NMR imaging. FIG. 18 is a block diagram of the R,F' system for NMR imaging. 22... Segment 40... Assembly fixture 23... Block 42... Shim 25...
Mold 46... Safety stop 27... Support plate 47... Structural beam 28... Epoxy resin 50... Substrate 30... Positioning ram 54.
・・Cover -+-3 FIG, 3 FIG, +2 FIG, +5 FIG, 17

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、生物学的組織を像映する所望の像映体積を有し、バ
イアス場を発生させるバイアス手段、勾配場を発生させ
る手段、および電磁輻射のパルスを生物学的組織へ加え
かつ前記組織から出る得られた信号を検出するラジオ周
波数手段からなり、ここで前記バイアス手段は複数の双
極子リング磁石からなり、各双極子リング磁石は複数の
セグメントからなり、各セグメントは、永久磁石材料の
実質的に連続のリングが存在するようにリングで配置さ
れた、方向づけられた異方性の永久磁石材料からなる、 ことを特徴とするNMR像映装置。 2、前記バイアス場は2、3、4または5の双極子リン
グ磁石により発生される特許請求の範囲第1項記載のN
MR像映装置。 3、2つの外部の双極子リング磁石は、残りの双極子リ
ング磁石よりも大きい外半径を有する特許請求の範囲第
2項記載のNMR像映装置。 4、各双極子リング磁石は永久磁石材料の8つのセグメ
ントからなる特許請求の範囲第1項記載のNMR像映装
置。 5、各セグメントは実質的に台形である特許請求の範囲
第4項記載のNMR像映装置。 6、各セグメントは複数の小さいブロックから構成され
ている特許請求の範囲第1項記載のNMR像映装置。 7、所望の像映体積内のバイアス場は、5×10^−^
4より小さい場の均一性、ΔB/Bを有する特許請求の
範囲第1項記載のNMR像映装置。 8、双極子リング磁石は互いに関して軸方向に位置して
、最小の質量の永久磁石材料で前もつて決定した中央の
像映体積にわたつて前もつて決定した場の不均一性を得
る特許請求の範囲第1項記載のNMR像映装置。 9、双極子リング磁石は互いに関して軸方向に位置して
、前もつて決定した質量の永久磁石材料で前もつて決定
した中央の像映体積にわたつて最小の場の不均一性を得
る特許請求の範囲第1項記載のNMR像映装置。
[Scope of Claims] 1. having a desired imaging volume for imaging biological tissue, bias means for generating a bias field, means for generating a gradient field, and pulses of electromagnetic radiation for directing pulses of electromagnetic radiation to the biological tissue; and radio frequency means for detecting the resulting signal emanating from said tissue, wherein said biasing means comprises a plurality of dipole ring magnets, each dipole ring magnet consisting of a plurality of segments, each segment comprising: , anisotropic oriented permanent magnetic material arranged in rings such that there is a substantially continuous ring of permanent magnetic material. 2. The bias field is generated by 2, 3, 4 or 5 dipole ring magnets.
MR imaging device. 3. The NMR imaging apparatus of claim 2, wherein the two external dipole ring magnets have a larger outer radius than the remaining dipole ring magnets. 4. The NMR imaging apparatus of claim 1, wherein each dipole ring magnet comprises eight segments of permanent magnet material. 5. The NMR imaging apparatus according to claim 4, wherein each segment is substantially trapezoidal. 6. The NMR imaging apparatus according to claim 1, wherein each segment is composed of a plurality of small blocks. 7. The bias field within the desired image volume is 5×10^-^
2. An NMR imaging system as claimed in claim 1, having a field uniformity, ΔB/B, of less than 4. 8. A patent in which the dipole ring magnets are positioned axially with respect to each other to obtain a predetermined field inhomogeneity over a predetermined central imaging volume with a minimum mass of permanent magnet material. An NMR imaging apparatus according to claim 1. 9. The dipole ring magnets are positioned axially with respect to each other to obtain a minimum field inhomogeneity over a predetermined central imaging volume with a predetermined mass of permanent magnet material. An NMR imaging apparatus according to claim 1.
JP16149584A 1984-07-31 1984-07-31 Nuclear magnetic resonance projection device for permanent magnet Pending JPS6138554A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16149584A JPS6138554A (en) 1984-07-31 1984-07-31 Nuclear magnetic resonance projection device for permanent magnet

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16149584A JPS6138554A (en) 1984-07-31 1984-07-31 Nuclear magnetic resonance projection device for permanent magnet

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS6138554A true JPS6138554A (en) 1986-02-24

Family

ID=15736152

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP16149584A Pending JPS6138554A (en) 1984-07-31 1984-07-31 Nuclear magnetic resonance projection device for permanent magnet

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6138554A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0382447A (en) * 1989-08-28 1991-04-08 Shin Etsu Chem Co Ltd Magnetic field generator

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60260107A (en) * 1984-04-23 1985-12-23 フイ−ルド・エフエクツ・インコ−ポレイテツド Adjustable segment type ring magnet and method of producing same

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60260107A (en) * 1984-04-23 1985-12-23 フイ−ルド・エフエクツ・インコ−ポレイテツド Adjustable segment type ring magnet and method of producing same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0382447A (en) * 1989-08-28 1991-04-08 Shin Etsu Chem Co Ltd Magnetic field generator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4498048A (en) NMR Imaging apparatus
US4580098A (en) Permanent magnet NMR imaging apparatus
US5003276A (en) Method of site shimming on permanent magnets
US8089281B2 (en) Doubly resonant high field radio frequency surface coils for magnetic resonance
Glover et al. A novel high-gradient permanent magnet for the profiling of planar films and coatings
FI88081C (en) NMR RF-SPOLE
US4875485A (en) Magnetic resonance system
Danieli et al. Mobile sensor for high resolution NMR spectroscopy and imaging
US5332971A (en) Permanent magnet for nuclear magnetic resonance imaging equipment
TW201712357A (en) Ferromagnetic augmentation for magnetic resonance imaging
WO2013109240A1 (en) Shim insert for high-field mri magnets
US20100102811A1 (en) NMR, MRI, and Spectroscopic MRI in Inhomogeneous Fields
Liu et al. A hybrid field-harmonics approach for passive shimming design in MRI
WO1984000611A1 (en) Adjustable magnet suitable for in vivo nmr imaging and method of adjusting the same
GB2237883A (en) Nuclear magnetic resonance imaging spectrometer
Yu et al. A low-cost home-built NMR using Halbach magnet
Überrück et al. Variable magnet arrays to passively shim compact permanent-yoke magnets
EP0154996B1 (en) Magnetic resonance imaging apparatus using shim coil correction
EP0167639A1 (en) Permanent magnet NMR imaging apparatus
JP2006006936A (en) Magnetic field generating device and shimming method therefor
US10641851B2 (en) Radio frequency coil-array for magnetic resonance examination system
JPS6138554A (en) Nuclear magnetic resonance projection device for permanent magnet
Marble et al. Designing static fields for unilateral magnetic resonance by a scalar potential approach
US20200379068A1 (en) Measurement magnet arrangement
Rigla et al. Low-field rampable magnet for a high-resolution MRI system